坡向及土层厚度对15年生樟树林分生长的影响

2018-07-04魏志恒潘军球吴际友廖德志陈明皋黄小飞郭文平贺文明陈德云刘欲晓

中南林业科技大学学报 2018年7期

魏志恒，潘军球，吴际友，程勇，廖德志，陈明皋，黄小飞，郭文平，贺文明，陈德云，刘欲晓

（1.湖南省林业科学院，湖南长沙 410004； 2.白水国有苗圃，湖南汨罗 414404；3.黄丰桥国有林场，湖南攸县 412300；4.攸县林业局，湖南攸县 412300）

樟树Cinnamomum camphora属樟科Lauraceae樟属Cinnamomum常绿树种，为我国珍贵用材树种，主要分布在长江流域以南各省市，东至台湾、西至四川、云南，在日本、越南朝鲜等地亦有分部，其它各国也有引种栽培[1]，樟树木材致密美观、有香气，抗虫蛀、耐腐、耐水湿，是建筑、造船、家具、雕刻手工艺品的良材[2-3]，同时樟树具有较高的观赏和生态应用价值[4]，经常作为行道树或者绿化景观树种出现，但樟树通常存在生长速度慢、枝桠粗大、干形差、出材率低等问题，严重影响了樟树的用材价值，并且关于樟树的用材研究十分有限，特别是在樟树大径材的培育技术方面显得非常薄弱[5-6]。阳光、土壤条件以及土壤微生物是林木生长的主要限制因子[7-9]，并且各个树种对阳光、土壤条件的偏好性差异较大；本研究通过调查不同坡向、不同土层厚度上的15年生樟树现有人工林生长，分析研究了坡向和土层厚度等立地因子对樟树人工林分生长的影响，为樟树立地匹配研究及大径材培育技术提供支撑。

1 研究方法

1.1 试验地概况

试验地位于湖南省株洲市攸县黄丰桥国有林场，林场横跨攸县东西两部，罗霄山脉中段，武功山西南端，以中低山貌为主，介于113°04′～113°43′E、26°43′～27°06′N之间。最高海拔1 270 m，最低海拔115 m，属亚热带季风湿润气候区，年平均气温17.8 ℃，年降水量1 410.8 mm，年无霜期292 d左右。主要成土母质母岩为板页岩、石灰岩、花岗岩等7种，土壤以红壤、黄红壤为主。

1.2 样地设置

为了了解坡向及土层厚度对樟树人工林林分生长的影响，2017年10月中旬在对黄丰桥国有林场樟树培育试验与示范林分全面踏查的基础上，选取了以下几种类型样地作为调查地，每种类型调查样方重复3次。其中樟树所有样地都为2003年春季采用1年生樟树实生苗造的林，樟树1年生实生苗由湖南省林业科学院提供，樟树试验与示范林总面积为13.33 hm2。

类型A1：位于山坡中下部，阳坡，土层厚度100 cm以上，为杉木采伐迹地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔292 m。类型A2：位于山坡中下部，半阴坡，土层厚度100 cm以上，为杉木采伐迹地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔287 m。类型A3：位于山坡中下部，阴坡，土层厚度100 cm以上，为杉木采伐迹地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔302 m。

类型B1：位于山坡中下部，阳坡，土层厚度100 cm以上，为杉木采伐迹地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔292 m。类型B2：位于山坡中下部，阳坡，土层厚度60～80 cm，荒山造林地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔318 m。类型B3：位于山坡中下部，阳坡，土层厚度40～50 cm，退耕地，土壤成土母岩为石灰岩，造林密度为2 m×3 m，海拔356 m。

1.3 调查方法

每块调查样方面积为15 m×15 m，调查株数为30株，每个样地类型总共调查90株、测定立木胸径、树高、枝下高、冠幅、主干高（指从地面到第一个分叉位置之间的高度），并且记录樟树立木的通直度以及开叉情况（若立木主干高度不足树高的60%则标记为开叉）。

1.4 数据处理

使用Excel进行数据整理和计算；利用SPSS17.0进行方差分析[10-11]。

2 结果与分析

2.1 坡向对15年生樟树林分生长的影响

调查统计了不同坡向上樟树林分生长情况，见表1，在其它立地条件、造林密度及抚育措施一致的条件下，不同坡向上樟树林分生长情况对比。通过方差分析显示在此3种样地类型上生长的樟树在胸径、树高、枝下高、冠幅及主干高等方面均存在极显著差异，如表2所示。

表1 不同坡向条件下15年生樟树林分生长情况对比Table 1 Growth status comparison of 15-year-old Cinnamomum camphora forests under different slope directions

表2 不同坡向条件下15年樟树林分生长情况方差分析Table 2 Growth status Variance analysis of 15-year-old Cinnamomum camphora forests under different slope directions

为了进一步对3种坡向樟树林分生长进行差异性分析，利用了LSD多重比较的方法，分别对胸径、树高、枝下高、冠幅、主干高等指标进行差异性分析，并在此基础列出了差异性同类子集表，见表3。

结果显示，3种不同坡向上的樟树林分，在胸径和冠幅生长方面差异极显著（P＜0.01），阳坡（A1）上的樟树林分生长表现最佳，统计中平均胸径达到了20.2 cm，平均冠幅达到了4.3 m，半阴坡中的樟树林分生长次之，阴坡上樟树林分生长表现最差。在树高、主干高和枝下高生长方面，生长在半阴坡上的樟树生长状态最佳；3种坡向上樟树树高两两之间均存在极显著差异（P＜0.01），并表现为半阴坡＞阳坡＞阴坡（A2＞A1＞A3）；生长在A3（阴坡）和A1（阳坡）的樟树主干高不存在显著差异，但生长在A2（半阴坡）上的樟树的主干高要显著高于A1和A3（P＜0.01），统计中A2（半阴坡）上的樟树主干高达到了9.70 m，与其它2种样地类型差异极显著。另外樟树林分群体开叉率也是一个重要指标，统计了各立地类型中樟树主干高度不足树高的60%的数量，占调查总量的百分比记为开叉率，见表1；统计发现生长在阳坡的樟树林分开叉率达到了22.2%，显著大于阴坡和半阴坡上的樟树林分，而半阴坡上的樟树开叉率最小为3.3%。

表3 不同坡向条件下15年樟树林分生长情况多重比较Table 3 Multiple comparison of 15-year-old Cinnamomum camphora forest Growth status under different slope directions

结果表明，在土壤条件、造林密度及抚育措施一致的条件下，光照条件是影响樟树生长量及干型的一个重要因子,这和张志杰、朱友章对于香樟栽培研究的结论相一致[12-13]；在阳坡上生长的樟树，光照充足，胸径最大、冠幅最宽，但开叉率较高，分叉较多；相较之下生长在半阴坡上的樟树，树高及主干高都要普遍高于阳坡的樟树，可能是光照条件相对较差，导致樟树个体之间竞争大，促使樟树个体增加自身高生长以获取更多的光照条件，而牺牲主干的径向生长，同时在半阴坡和阴坡上生长的樟树，开叉率非常低且干型通直，这可能是樟树适应环境的一种表现；在阴坡上生长的樟树，由于光照条件不足，导致各个生长指标都要显著低于生长在阳坡和半阴坡上的樟树，这也说明了樟树属于喜光树种，光照条件是樟树重要的生长因子。

2.2 土层厚度对15年生樟树林分生长的影响

调查统计了B1（100 cm以上）、B2（60～80 cm）、B3（40～50 cm） 3种不同土层厚度样地上15年生樟树林分的生长情况，生长情况如表4所示；通过方差分析发现3种不同土层厚度上生长的樟树，胸径、树高、枝下高、冠幅以及主干高等指标都存在极显著差异，如表5所示。

表4 土层厚度对15年生樟树林分生长影响对比Table 4 Comparison of the soil thickness effects on 15-year-old Cinnamomum camphora forests

表5 土层厚度对15年樟树林分生长影响方差分析Table 5 Growth status variance analysis of the effects soil thickness on 15-year-old Cinnamomum camphora forests

利用LSD多重比较方法,进一步对在三种土层厚度样地的樟树林分生长进行差异性分析，分别对胸径、树高、枝下高、冠幅、主干高等指标进行差异性分析，并在此基础列出了差异性同类子集表，见表6。

分析结果表明，B1（土层厚度100 cm以上）样地类型上生长的樟树林分，在胸径、树高、枝下高、冠幅、主干高等生长指标均要高于在B2（土层厚度60～80 cm）和B3（土层厚度40～50 cm）样地类型的樟树林分，且差异极其显著（P＜0.01），表明樟树林分适合生长在土壤肥沃、土层较厚的立地条件下，而在土壤瘠薄的地区表现不佳，耐瘠薄能力较弱；另外生长在B3上的樟树开叉率达到了78.7%，显著高于B1和B2，说明在造林密度与光照条件基本一致的情况下，土层厚度在很大程度上影响樟树的干型，数据表明土壤土层越厚樟树主干高度越高、群体开叉率越低，相反若是樟树生长在土层薄、土壤瘠薄的立地条件上，樟树干型歪曲、开叉多并且主干短。

3 结论与讨论

樟树作为一种古老的珍贵树种，一直以来受到人们的喜爱，并且应用非常广泛，但对于樟树的用材研究却十分有限，特别是在樟树大径材的培育技术方面显得非常薄弱。现有樟树通常存在生长速度慢、枝桠粗大、干形差、出材率低等问题，严重影响了樟树的用材价值。研究发现通过控制造林密度、适当的抚育修枝能够培育出干性通直的大径材樟树。

表6 不同土层厚度下15年生樟树林分生长多重比较Table 6 Multiple comparison of 15-year-old Cinnamomum camphora forest growth status on different soil thickness

在此基础上，本研究通过坡向对樟树林分生长影响的对比试验，结果表明在土壤条件、造林密度及抚育措施一致的条件下，光照条件是影响樟树生长量及干型的一个重要因子；在阳坡上生长的樟树，光照充足，胸径最大、冠幅最宽，但开叉率较高，分叉较多；相较之下生长在半阴坡上的樟树，径生长不及阳坡，但树高及主干高都要普遍高于阳坡的樟树，可能是因为光照条件相对较差，导致樟树个体之间对于阳光的竞争增大，促使樟树个体增加自身高生长以获取更多的光照条件，而牺牲主干径向的生长，同时在半阴坡上生长的樟树，开叉率非常低且普遍干型通直，这可能是樟树适应环境的一种表现。

土层厚度对樟树林分生长影响的对比试验表明，生长在土层较厚条件下的樟树林分在胸径、树高、枝下高、冠幅、主干高等生长指标均要高于土层薄的条件上生长的樟树林分。另外土层厚度及性质也是影响樟树干形的因子之一，土壤土层越厚樟树主干高度越高、群体开叉率越低，相反若是樟树生长在土层薄、土壤瘠薄的立地条件上，樟树干型歪曲、开叉多并且主干短。

综合分析表明，樟树适合于生长在光照充足、土层厚的立地条件下，所以选择光照条件，造林密度以及土层厚度是培育分叉少、主干高、干形直的大径材樟树的必要条件。樟树作为古老的珍贵树种之一，极具经济开发价值，研究表明樟树通过恰当的培育措施及合适立地条件具有培育大径材的潜力，能够克服生长速度慢、枝桠粗大、干形差等问题，能够大大提高樟树的用材价值。

土壤类型，气候条件以及海拔高度也是林木生长的主要的影响因子[14-15]，不同条件下生长的樟树生长情况可能存在较大差异，本研究未对这些影响因子进行比较，并且研究樟树林分较为集中，所以研究结论对樟树集约栽培指导存在一定的局限性，期望进一步分析以上因子对樟树生长的影响，扩大樟树成林调查样本，试图寻找樟树大径材培育的最佳条件，为樟树大径材培育提供更加可靠的技术提供支撑。

[1]戴宝合.野生植物资源学[M].北京:农业出版社，1993.

[2]《中国森林》编辑委员会.中国森林[M].北京:中国林业出版社,2000:194-195．

[3]陈存及,陈伙法.阔叶树种栽培[M].北京:中国林业出版社,2000:150-152．

[4]黄方.湖南主要森林生态系统碳汇功能经济价值及其生态对策研究[D].长沙:中南林业科技大学,2007.

[5]中国科学院植物志编委会.中国植物志——樟科(第31卷) [M].北京:科学出版社,1982:172-223．

[6]肖靖萍.香樟中龄林施肥试验研究[J].农村经济与科技,2016,27(9):97-98.

[7]张雷,金志农,黎祖尧,等.生境和地理因子对樟树种子性状及结构模型的影响[J].中南林业科技大学学报,2017, 37(5):15-20,49.

[8]李欢,李建贵.果园微气候及土壤养分对灰枣果实矿物元素含量的影响[J].经济林研究,2016,34(3):8-15.

[9]董敏慧,张良成,文丽,等.松树-樟树混交林、纯林土壤微生物量碳、氮及多样性特征研究[J].中南林业科技大学学报,2017,37(11):146-153.

[10]王年金,张盛剿,钱小娟,等.樟树地理种源幼林期生长性状差异分析及优良种源初步选择[J].浙江林业科技,2009, 29(4):69-72.

[11]盖钧镒.试验统计方法[M].北京:中国农业出版社,2000.

[12]张志杰.樟树人工林经营效果分析[J].绿色科技,2014(7):87-89.